JPS5919723B2 - 吸収によるガス分離 - Google Patents

吸収によるガス分離

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JPS5919723B2
JPS5919723B2 JP56053775A JP5377581A JPS5919723B2 JP S5919723 B2 JPS5919723 B2 JP S5919723B2 JP 56053775 A JP56053775 A JP 56053775A JP 5377581 A JP5377581 A JP 5377581A JP S5919723 B2 JPS5919723 B2 JP S5919723B2
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JP
Japan
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gas
flash
solvent
pressure
atmospheric pressure
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JP56053775A
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シリル・テイミンス
ジヨン・ジヨセフ・テムプルマン
ロナルド・クリストフア−・ホドリアン
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British Gas Corp
Original Assignee
British Gas Corp
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Publication date
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Publication of JPS5791720A publication Critical patent/JPS5791720A/ja
Publication of JPS5919723B2 publication Critical patent/JPS5919723B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425Regeneration of liquid absorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶媒での物理的吸収によってガス混合物から特
定のガスを除去する方法、もつと詳細にはその溶媒を再
使用のために再生する方法に関する。
ガス混合物のある成分を、循環する溶媒中に選択的に物
理的に(即ち、化学反応を伴なわないで)吸収させるこ
とにもとづ(プロセスが公知であり、産業的に利用され
ている。
例えば、二酸化炭素、硫化水素及び硫化カルボニルのよ
うな酸性ガスは上記のようなプロセスを利用して製造燃
料ガスや合成ガスから普通に除去される。
この溶媒は水又は種々の有機液体(単独で、又は混合物
として用いられる)であり、吸収は通常、大気圧より高
い圧力において行われる。
こうしたプロセスが化学的反応の生じるプロセスよりも
はるかに有利な点は、溶媒再生(即ち、吸収ガスの脱着
)が、加熱を必要とせずに、圧力減少だけで達成されう
ろことである。
連続溶媒循環にもとづくプロセスにおいて、その溶液の
ガス担持能力及び被処理ガス流から特定のガスが除去さ
れる程度は共にその溶液が吸収カラムに戻される前に再
生される程度によって制限される。
物理的吸収法の産業上の応用において、溶解ガス含量が
1バール(1気圧)以下の溶液上の平衡ガス分圧に等し
くなるようにその溶液を再生する必要が屡々ある。
これは機械的な真空ポンプの使用或は、大気圧のストリ
ッピングガスによる希釈によって達成される。
即ち、適正な再生を達成するためには軸駆動力またはス
トリッピングガスの供給、或はその両者が必要である。
本発明はこうした制限を克服することを目的とし、従っ
て、ガス混合物の特定成分を除去するための大気圧より
高い圧力での物理的吸収プロセスで使用された溶媒の再
生法であって、 (a) 吸収段階又は先行する全てのフラッシュ段階
で使用される圧力より低いが大気圧より高い圧力での一
段階以上のフラッシュ段階で、溶媒からその吸収されて
いるガス(1種又はそれ以上)を放出させる工程; (b) 大気圧又はそれに近い圧力でのフラッシュ段
階でその溶媒から更に吸収されているガス(1種又はそ
れ以上)を放出させる工程;及び(C) その大気圧
より高い圧力で放出されたガス(1種又はそれ以上)の
全部又は一部を原動流体として使用して1個以上のジェ
ットポンプを駆動して一段階以上のフラッシュ段階に大
気圧より低い圧力を生せしめ、このフラッシュ段階で、
吸収されていたガス(1種又はそれ以上)の放出による
その溶媒の再生を完了させる工程、を特徴とする再生法
を提供する。
処理されるガスの分圧が通常の場合のように1バールよ
り実質的に高い場合には、吸収されているガスの一部は
1段階以上の初期フラッシュ段階で制御された大気圧よ
り高い圧力で放出されうる。
さらに吸収されているガスは次に、大気圧又はそれに近
い圧力で操作される次のフラッシュ段階でその溶液から
除去されうる。
このガスは通常煙突を通して大気中に排出されるが、そ
のガスが使用できる場合には、他の処理段階に回すこと
ができる。
先行するフラッシュ段階から大気圧より高い圧力で排出
されたガスの少くとも若干は次に原動流体として1個の
ジェットポンプ(それは多段階装置であってもよい)又
は数個のジェットポンプに誘導され、第3群のフラッシ
ュ段階に大気圧より低い圧力を生せしめることができ、
このフラッシュ段階でのその溶媒の再生は軸駆動力を用
いずに完結されうる。
このジェットポンプはこの大気圧より高い圧力でのフラ
ッシュ段階から脱着されたガス及び大気圧より低い圧力
でのフラッシュ段階から脱着されたガスを大気圧より僅
かに高い圧力で排出させるので、そのガスを大気中に棄
てたり、必要に応じて他の処理段階に回したりすること
が可能になる。
本発明の適用性は、供給ガス中の除去されるべきガスの
分圧、脱着ガスの所望最終排出圧、及び大気圧より高い
圧力で脱着されるガスの量と大気圧より低い圧力で脱着
されるガスの量との比に依存するであろう。
もしこの比が正常なプロセス条件下でそのジェットポン
プの操作に不適当であるなら、このガスを担持した溶液
を温和に加熱することによってもつと好適な比を達成し
うる。
この目的に必要な熱量及び温度水準は共に、化学的吸収
法での再生に必要とされるもの、或は蒸気タービンによ
る軸駆動力の発生に必要なものよりもはるかに低いもの
であり、通常は燃料ガス製造プロセスからの廃熱の利用
性の範囲内であろう。
酸性ガス用溶媒として低温メタノールを使用する周知の
レクチゾル法の場合、その熱はほぼ外囲温度のプロセス
ガスから入手しうるであろう。
本発明をここで添付図を参照しながら例示の方法で記述
しよう。
その添付図の第1図は本発明の一態様を単純な形で模式
化して示したものであり、第2図は、同様であるがもつ
と精巧な配置を示したものである。
第1図に関して説明するに、再生されるべき溶媒は吸収
槽1からライン2及びバルブ3を通って第1フラツシユ
容器4へ排出される。
バルブ3を通る際にその溶媒は圧力減少を受け、それで
溶媒からその溶解されているガスの大部分を発生させう
る程度に低いが、その発生ガスを次にジェットポンプ1
5で原動流体として使用しうるに充分な程度に高い圧力
がフラッシュ容器4内に維持される。
部分的に再生された溶媒はライン5及びバルブ6を通っ
て第2フラツシユ容器8へ排出され、発生ガスはライン
7によってジェットポンプ15に送られる。
この部分的に再生された溶媒がバルブ6を通過する際に
その圧力はもつと減少され、実質上大気圧になり、それ
でもつと多(の溶解ガスがフラッシュ容器8で溶媒から
放出される。
このガスはライン11を通ってライン17へ送られる。
未だ完全には再生されていないこの溶媒はライン9及び
バルブ10を通って第3フラッシュ容器12へ排出され
る。
容器12において圧力はジェットポンプ15によって大
気圧よりも低くなり、このジェットポンプ15は溶媒か
ら発生する最後の量のガスをライン14を通して抜き取
りライン16に送り、これを通してライン17へ送る。
全部で3個のフラッシュ容器内で溶媒から除かれたガス
はライン17を通して排出され、フラッシュ容器12か
らライン13を通って取出された再生溶媒は再使用のた
め吸収槽1へ戻される。
例 566.4i/時の速度でパイロット規模のプラントで
製造され、43容量%の二酸化炭素を含み、その残余が
可燃性ガスの一酸化炭素、水素及びメタンからなる燃料
ガスを冷凍吸収カラム中でメタ☆☆ノールで洗い、その
二酸化炭素含量を2%まで減少させる。
メタノールを一65℃の温度で1002.9リットル/
時の速度で吸収カラムに供給する。
冷凍しているにも力弓わらず二酸化炭素及びその他のガ
スの吸収熱がメタノールを加熱し、メタノールはカラム
底部を一26℃で出る。
次にこのガスを担持したメタノールは第2図で示される
配置の本発明の方法を用いて再生される。
理解されるように一連の5個のフラッシュ容器を用いる
が、その最初の3個の容器は大気圧より高い圧力で作動
する。
表現を明瞭にするためにガス流だけに番号を付けた。
この処理の結果を表1に示す。第1フラツシユガス流2
1は可燃性ガスに富み、そのためにジェットポンプには
送られない。
完全規模のプラントではそれはプラント燃料として用い
られるか或は吸収槽へ循環されるであろう。
第2フラツシユガス流22は6.9バールであるが減圧
されて3.45バールとなり、3.4バールノ第3フラ
ツシユガス流と混合されて、ジェットポンプに送られる
混合原動流体流となる。
流24は1.38バールの第4フラツシユガス流で排出
煙突へ送られる。
第4フラツシユ容器を出るメタノールは1.38バール
で二酸化炭素と平衡しており、残渣する痕跡量の可燃性
ガスは0.9容量%以下で無視されるが、このフラッシ
ュ出口温度の一58℃で吸収槽に戻される場合には27
.58バールの供給ガスから二酸化炭素を5%以下にま
で除去することはできないであろう。
更に冷却してこの還流メタノールの吸収能力を改善する
ことはかなりの低温を必要とするために高価で電力消費
の高い冷凍系を必要とするであろう。
供給ガスから所望の2容量%の水準まで二酸化炭素を除
くためには、最終フラッシュ段階を大気圧より低い圧力
で操作する必要がある。
慣用的には真空ポンプがこの目的で使用されるが、本例
では、その代りに第5フラツシユガス流がジェットポン
プの吸入口ぺ回わされ、このガス流は、ジェットポンプ
内のノズルから放出される原動流体流の運動量によって
ポンプ内へ引込まれ、■、24バールの排気圧に圧縮さ
れる。
このジェットポンプからの排気流は第4フラツシユガス
流と一緒にされて、排出ガス流となる。
もしこの第5フラツシユ容器から第5フラツシユガス流
を除(ために機械的ポンプを使用したとすると、効率6
0%の典型的ポンプで計算した電力所要量は1.4 K
Wどなろう。
同じ供給ガスを吸収槽に28.32X 106m”/日
の流量で送る等価な大規模プラントでは電力所要量は2
95にWとなろう。
これに対し、ジェットポンプはフラッシュガスの圧力エ
ネルギーを使用し、余分な電力を必要としない。
更にジェットポンプは機械的ポンプより安価であり、可
動部分を持たないためにより信頼性が高いという利点を
もつ。
本例が明瞭に示しているように、本発明はガス分離のた
めの選択的物理的吸収法で用いられた溶媒の再生におい
て種々の利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一態様を単純な形で模式的に示したも
のであり、第2図も同様であるが、これをもつと巧妙な
配置にしたものを表わしている。 図中、1は吸収槽、2,5,7,9.ICl3.14,
16及び17はライン、3,6及び10はバルブ、4は
第1フラツシユ容器、8は第2フラツシユ容器、12は
第3フラツシユ容器、15はジェットポンプ、20は供
給ガス流、21は第1フラツシユガス流、22は第2フ
ラツシユガス流、23は第3フラツシユガス流、24は
第4フラツシユガス流、25は第5フラツシユガス流、
26は廃ガス流である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガス混合物の特定成分を除去するための大気圧より
    高い圧力での物理的吸収プロセスで使用された溶媒の再
    生法であって、 (a) 吸収段階又は先行する全てのフラッシュ段階
    で使用される圧力より低いが大気圧より高い圧力での一
    段階以上のフラッシュ段階で、溶媒からその吸収されて
    いるガス(1種又はそれ以上)を放出させる工程、 (b) 大気圧又はそれに近い圧力でのフラッシュ段
    階でその溶媒から更に吸収されているガス(1執又はそ
    れ以上)を放出させる工程、及び(e) 大気圧より
    高い圧力で放出されたガス(1種又はそれ以上)の全部
    又はその一部を原動流体として使用して1個以上のジェ
    ットポンプを駆動して一段階以上のフラッシュ段階に大
    気圧より低い圧力を生ぜしめ、このフラッシュ段階で、
    吸収されていたガス(1種又はそれ以上)の放出による
    溶媒の再生を完結させる工程、 を特徴とする再生法。
JP56053775A 1980-11-28 1981-04-09 吸収によるガス分離 Expired JPS5919723B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB38382 1980-11-28
GB8038382A GB2088240B (en) 1980-11-28 1980-11-28 Regenerating solvents in gas absorption

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5791720A JPS5791720A (en) 1982-06-08
JPS5919723B2 true JPS5919723B2 (ja) 1984-05-08

Family

ID=10517668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56053775A Expired JPS5919723B2 (ja) 1980-11-28 1981-04-09 吸収によるガス分離

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0053424A1 (ja)
JP (1) JPS5919723B2 (ja)
GB (1) GB2088240B (ja)
ZA (1) ZA811608B (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
GB2088240A (en) 1982-06-09
GB2088240B (en) 1984-02-22
ZA811608B (en) 1982-04-28
EP0053424A1 (en) 1982-06-09
JPS5791720A (en) 1982-06-08

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